(57)【要約】【課題】  回転圧入鋼管杭の直進性を向上させて、施工精度をより向上させることができ、また、杭先端部の閉塞による杭の圧入抵抗の増大防止および周面摩擦力の増大を図る回転圧入鋼管杭およびその施工法の提供。【解決手段】  杭先端部が開口している回転圧入鋼管杭１における鋼管杭本体２を構成する素管として、鋼管内面３に螺旋状突起４を有する鋼管または鋼管外面に螺旋状突起を有する鋼管あるいは鋼管内面３および外面に螺旋状突起を有する鋼管を用いた回転圧入鋼管杭とする。回転圧入鋼管杭を地盤に回転圧入する回転圧入鋼管杭の施工法において、鋼管杭の先端に螺旋状羽根を備え、かつ前記のような螺旋状突起を有する回転圧入鋼管杭を用いることを特徴とする回転圧入鋼管杭の施工法。【選択図】図１
2005299192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
杭先端部が開口している回転圧入鋼管杭における鋼管杭本体を構成する素管として、鋼管内面に螺旋状突起を有する鋼管を用いたことを特徴とする回転圧入鋼管杭。
【請求項２】
回転圧入鋼管杭における鋼管杭本体を構成する素管として、鋼管外面に螺旋状突起を有する鋼管を用いたことを特徴とする回転圧入鋼管杭。
【請求項３】
杭先端部が開口している回転圧入鋼管杭における鋼管杭本体を構成する素管として、鋼管内面に螺旋状突起を有すると共に鋼管外面に螺旋状突起を有する鋼管を用いたことを特徴とする回転圧入鋼管杭。
【請求項４】
螺旋状突起は少なくとも、杭先端部から中間部まで設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回転圧入鋼管杭。
【請求項５】
回転圧入鋼管杭を地盤に回転圧入する回転圧入鋼管杭の施工法において、鋼管杭の先端に螺旋状羽根を備えた請求項１〜請求項４のいずれかの回転圧入鋼管杭を用いることを特徴とする回転圧入鋼管杭の施工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤に回転させながら圧入される回転圧入鋼管杭およびその施工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、杭先端部が開口していると共に、鋼管杭の先端に螺旋状羽根を備えた回転圧入鋼管杭は、素管として、通常の内面に突起のない平坦な鋼管を用い、その鋼管に螺旋状羽根を設けて回転圧入鋼管杭を構成し、このような鋼管杭を用いて圧入を行なっている。そのため、回転圧入鋼管杭の施工に際し、下記のような課題が生じていた。
【０００３】
（１）杭自体の構造により、その施工時の直進性をより向上可能な構造の回転圧入鋼管杭が望まれていた。
（２）直杭の施工にあたっては、圧入の際に、鋼管杭先端の開口部から鋼管杭内部に取り入れられた土砂に、転石等が混入した場合、杭先端部が閉塞する恐れがあり、このような場合には杭の圧入抵抗が大きくなり、杭一本当たりの施工に時間がかかっていた。
【０００４】
（３）斜杭の施工にあたっては、通常の打設精度確保（水平方向の杭芯ずれ、鉛直方向精度）以外に、斜杭の傾斜角度の確保が必要となってくる。これに対応するための技術として、杭頭部で斜杭の角度を制御する施工装置（例えば、特開２００３−１６６２３９号公報「回転圧入鋼管杭を用いた斜杭の施工方法および施工装置並びに斜杭の専用架台」「特許文献１」）が知られている。
【特許文献１】特開２００３−１６６２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、杭先端部に堅固な地層や、障害物が存在していた場合でも、回転圧入鋼管杭の直進性を向上させて、施工精度をより向上させることができる回転圧入鋼管杭およびその施工法を提供することを目的とする。
また、前記の目的を達成した上で、杭先端開口部に転石等が混入した場合でも、杭先端部の閉塞を防止して杭の圧入抵抗が大きくなるのを防止できる回転圧入鋼管杭およびその施工法を提供することを目的とする。
また、周面摩擦力を増大させることができる回転圧入鋼管杭およびその施工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明の回転圧入鋼管杭においては、杭先端部が開口している回転圧入鋼管杭における鋼管杭本体を構成する素管として、鋼管内面に螺旋状突起を有する鋼管を用いたことを特徴とする。
また、第２発明の回転圧入鋼管杭においては、回転圧入鋼管杭における鋼管杭本体を構成する素管として、鋼管外面に螺旋状突起を有する鋼管を用いたことを特徴とする。
また、第３発明の回転圧入鋼管杭においては、杭先端部が開口している回転圧入鋼管杭における鋼管杭本体を構成する素管として、鋼管内面に螺旋状突起を有すると共に鋼管外面に螺旋状突起を有する鋼管を用いたことを特徴とする。
また、第４発明では、第１〜第３発明の回転圧入鋼管杭において、螺旋状突起は少なくとも、杭先端部から中間部まで設けられていることを特徴とする。
また、第５発明の回転圧入鋼管杭の施工法においては、回転圧入鋼管杭を地盤に回転圧入する回転圧入鋼管杭の施工法において、鋼管杭の先端に螺旋状羽根を備えた前記第１発明〜第４発明のいずれかの回転圧入鋼管杭を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、次のような優れた効果がある。
（１）杭自体の構造により、その施工時の直進性をより向上可能な構造の回転圧入鋼管杭とすることができる。
（２）回転圧入鋼管杭を構成する鋼管に、内面に螺旋状突起を有する鋼管を用いることで、鋼管杭内に侵入してくる土砂を鋼管杭本体内面の螺旋状突起に沿って、鋼管杭内上部に向かって取り入れることが容易になり、杭先端開口部に転石等が混入した場合でも、杭先端での土砂の閉塞を防止して、回転圧入鋼管杭を施工する回転圧入施工装置の施工トルクを低減させることができるようになり、杭一本あたりの施工時間の短縮になり、経済的に施工することができる。
（３）斜杭の施工に際し、重力方向と斜杭打設方向が一致していないため、杭先端部に堅固な地層や、障害物が存在している場合に、杭の直進性が阻害される恐れがあったが、本発明のように、回転圧入鋼管杭の素管に鋼管内面に螺旋状突起を有する鋼管を用いることによって、内面の螺旋状突起がネジの作用を果たし、斜杭圧入に際し、その直進性を確保することができ、斜杭の傾斜角度の確保をより容易にすることができる。
（４）鋼管杭の先端部に螺旋状の羽根を有した回転圧入鋼管杭の素管に、螺旋状の外面突起付き鋼管杭を用いることによって、突起のない鋼管杭よりも、周面摩擦力が増大し、回転圧入鋼管杭の引き抜き抵抗力を向上させることができる。また、圧入施工における杭の直進性を向上させ、施工精度の向上を図ることができる。
（５）回転圧入鋼管杭を構成する鋼管の内面および外面の両面に、螺旋状突起を有する場合は、直進性をより向上させることができると共に前記（２）〜（４）の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１および図２は本発明の第１実施形態の回転圧入鋼管杭１を示すものであって、この回転圧入鋼管杭１では、鋼管からなる鋼管杭本体２を構成する素管が、鋼管内面３に螺旋状突起４を有する内面突起付き鋼管５が用いられている。
【００１０】
前記の内面突起付き鋼管５の螺旋状突起４は、鋼管内面３に鋼管軸方向に螺旋状に連続した内面突起とされている。また、内面突起付き鋼管５の先端面（下端面）は、ほぼ螺旋状に１ピッチ分上昇するような傾斜面とされ、その下端面に螺旋状羽根６が溶接により固定されて、内面に螺旋状突起４を有する回転圧入鋼管杭１とされている。前記回転圧入鋼管杭１の先端部（下端部）は内側が開口部７とされた開端杭である。
【００１１】
内面突起付き鋼管５の素管の製作にあたっては、図示を省略するが、例えば、帯状鋼板の片面の巾方向に少なくとも１つの突起を有すると共に長手方向に連続した突起付き鋼板を用いると、容易に製作することができる。より具体的には、前記の突起付き帯状鋼板における突起が内側となるように、前記突起付き帯状鋼板をスパイラル状に成形すると共に縁部相互を連続溶接すると、内面突起付きの鋼管となる。
帯状鋼板の片面の巾方向に間隔をおいて複数の突起を有すると共に長手方向に連続した突起付き帯状鋼板を使用すると、複数条の螺旋状突起を有する内面突起付き鋼管の素管を容易に経済的に製作することができる。
この回転圧入鋼管杭の下端部に、比較的厚肉の鋼管を溶接により固定する。この下端部の厚肉鋼管の先端部周面は、１ピッチの螺旋状傾斜部に加工され、その端面に、螺旋状羽根６が溶接により固定されている。
羽根の形状及び螺旋ピッチは、鋼管杭径及び地盤条件に応じて適宜設定する。
【００１２】
図３に示すように、前記のような内面突起付きの回転圧入鋼管杭１を使用して、これを地盤８に水平面に直角に回転圧入する場合には、図示省略の全旋回オールケーシング掘削機により、杭頭部９を把持して、回転圧入すればよい。このとき、本発明の回転圧入鋼管杭１では、その杭先端部が開口しているので、鋼管杭内１０に土砂１１が侵入してくるが、鋼管杭内１０に浸入してくる土砂１１は、連続した内面の螺旋状突起４に沿って、鋼管杭内上部に向かって土砂１１を螺旋状に取り入れることができるようになり、杭先端開口部に転石等が混入した場合でも、杭先端での土砂１１の閉塞を防止すると共に、回転圧入鋼管杭１を施工する回転圧入施工装置の施工トルクを低減させることができるようになり、杭一本当たりの施工時間の短縮を図れ、経済的に施工することができる。
【００１３】
前記の内面の螺旋状突起４がネジの作用をするので、内面に螺旋状突起４がない場合に比べて、回転圧入する時に、より回転圧入鋼管杭１の直進性を向上させることができる。
【００１４】
前記の内面の螺旋状突起４は、杭先端部内面から杭上端部まで連続した螺旋状突起４としてもよいが、杭先端部内面から杭中間部まででもよい。例えば、杭先端部内面から地盤付近までの杭中間部まで設ければよい。また、例えば、回転圧入鋼管杭１の回転圧入距離が短い場合には、杭先端部から杭中間部までの適宜の高さにすればよい。このような回転圧入鋼管杭では、少なくとも下部を内面に螺旋状突起４を有する突起付き鋼管５とし、上部側を内面突起のない通常の鋼管とすればよい。
【００１５】
前記のネジ作用による回転圧入鋼管杭１の直進性の向上の利点は、図４に示すような回転圧入鋼管杭１を水平面に対して傾斜した状態で回転圧入する斜杭１２の場合に特に有利になる。
【００１６】
斜杭１２の施工に際しては、斜杭１２の重力方向と斜杭打設方向が一致していないため、杭先端部に堅固な地層や、障害物が存在している場合に、回転圧入鋼管杭が曲がる恐れがあるが、本発明のように、回転圧入鋼管杭１の素管に鋼管内面に螺旋状突起４を有する鋼管を用いることによって、内面の螺旋状突起４がネジの作用を果たし、斜杭圧入に際し、その直進性を確保することができ、斜杭の施工精度をより向上させることができる。
【００１７】
内面の螺旋状突起４による回転圧入鋼管杭１の直進性の観点からすと、図５に示す第２実施形態のように、鋼管からなる鋼管杭本体２の鋼管外面１３に螺旋状突起１４を有する回転圧入鋼管杭１としても同様である。
【００１８】
このような外面に螺旋状突起１４を有する回転圧入鋼管杭１を製作する場合には、前記の突起付き帯状鋼板における突起が外側となるように、前記突起付き帯状鋼板をスパイラル状に成形すると共に縁部相互を連続溶接すると、外面突起付きの鋼管素管となる。
帯状鋼板の片面の巾方向に間隔をおいて複数の突起を有すると共に長手方向に連続した突起付き帯状鋼板を使用すると、複数条の螺旋状突起を有する外面突起付き鋼管の素管とすることがでる。
この回転圧入鋼管杭の下端部に、比較的厚肉の鋼管を溶接により固定する。この下端部の厚肉鋼管の先端部周面は、１ピッチの螺旋状傾斜部に加工され、その端面に、螺旋状羽根６が溶接により固定されている。羽根の形状及び螺旋ピッチは、鋼管杭径及び地盤条件に応じて適宜設定する。
【００１９】
この実施形態では、外面に突起のない鋼管杭よりも、外面に螺旋状突起１４があるため、地盤８に圧入された回転圧入鋼管杭１には、鋼管杭外面側の螺旋状突起１４により、地盤８との周面摩擦力が増大し、回転圧入鋼管杭１の支持力の向上が期待できる。また、前記のように圧入施工における杭の直進性を向上させ、施工精度の向上を図ることができる。
【００２０】
本発明を実施する場合、図６および図７に示す第３実施形態のように、前記の第１実施形態の内面の螺旋状突起４と、第２実施形態の外面の螺旋状突起１４との両方を備えて、鋼管内外両面に螺旋状突起４，１４を有する回転圧入鋼管杭としてもよい。
【００２１】
このような鋼管杭本体２の内外面の両面に螺旋状の突起を有する回転圧入鋼管杭を製作する場合には、帯状鋼板の表裏両面に、それぞれその巾方向に少なくとも１つの突起を有すると共に帯状鋼板の長手方向に延長する両面突起付き帯状鋼板を使用し、前記突起付き帯状鋼板をスパイラル状に成形すると共に縁部相互を連続溶接すると、内外両面突起付きの鋼管の素管となる。
この回転圧入鋼管杭の下端部に、比較的厚肉の鋼管を溶接により固定する。この下端部の厚肉鋼管の先端部周面は、１ピッチの螺旋状傾斜部に加工され、その端面に、螺旋状羽根６が溶接により固定されている。羽根の形状及び螺旋ピッチは、鋼管杭径及び地盤条件に応じて適宜設定する。
【００２２】
このような鋼管杭本体２の内外両面に螺旋状突起４，１４を有する回転圧入鋼管杭とすると、回転圧入鋼管杭の直進性をより向上させることができ、また、前記第１実施形態および前記第２実施形態の作用効果を奏することができる。その他の構成は、前記各実施形態と同様であるので、同様な部分には、同様な符号を付して説明を省略する。
【００２３】
前記の各実施形態において、杭先端部の螺旋状羽根６が右ネジ方向である場合には、内面螺旋状突起４は左螺旋にして、回転圧入鋼管杭１の施工時の右回転方向に対して、杭内土１１を杭上部に上昇する方向でよい。また、外面螺旋状突起１４の螺旋方向は、杭先端部の螺旋状羽根６と同方向でよい。その他の構成は前記実施形態と同様である。
【００２４】
本発明を実施する場合、螺旋状突起４，１４の螺旋としては、１条ネジあるいは２条ネジと同様に、１条螺旋または２条螺旋以上の螺旋でもよく、また、連続的な螺旋でも断続的な螺旋でもよい。また別個の部材を鋼管内面または外面に螺旋状に固定してもよい。また、螺旋状突起の断面形状は図示のように台形断面、矩形断面など適宜の断面形状でよい。
【００２５】
また、本発明を実施する場合、鋼管杭本体２を、下部側の鋼管杭本体と、上部側の鋼管杭本体とを別個にし、下部側の鋼管杭本体に螺旋状羽根６を固定し、上部側の鋼管杭本体を、螺旋状羽根６を固定した下部側の鋼管杭本体に固定してもよい。このようにすると、短尺厚肉の下部側の鋼管杭本体に螺旋状羽根６を固定した状態の螺旋状羽根６付き下部側本体を予め工場において製作し、上部側の鋼管杭本体の下部を溶接により、工場あるいは現場において容易に固定一体化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態の回転圧入鋼管杭を示す正面図である。
【図２】図１の縦断正面図である。
【図３】第１実施形態の回転圧入鋼管杭を地盤に鉛直に回転圧入している状態を示す一部縦断正面図である。
【図４】第１実施形態の回転圧入鋼管杭を地盤に傾斜した状態で回転圧入している状態を示す一部縦断正面図である。
【図５】第２実施形態の回転圧入鋼管杭を地盤に鉛直に回転圧入している状態を示す一部縦断正面図である。
【図６】本発明の第３実施形態の回転圧入鋼管杭を示す正面図である。
【図７】図６の縦断正面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  回転圧入鋼管杭
２  鋼管からなる鋼管杭本体
３  鋼管内面
４  螺旋状突起
５  内面突起付き鋼管
６  螺旋状羽根
７  開口部
８  地盤
９  杭頭部
１０  鋼管杭内
１１  土砂
１２  斜杭
１３  鋼管外面
１４  螺旋状突起
【図１】
2005299192.tif 000003
【図２】
2005299192.tif 000004
【図３】
2005299192.tif 000005
【図４】
2005299192.tif 000006
【図５】
2005299192.tif 000007
【図６】
2005299192.tif 000008
【図７】
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